简单说说我所认识的中国原生度量衡之“度”概念的来源。
在中国传统度量衡中,“度”用以测量事物的大小,也就是长度和面积;“量”用以测量事物的多少,也就是容积;“衡”用以测量事物的轻重,也就是重量、斤量。
在“度”的测量上,首先,除了长度和面积的性质区分外,古人依据生活习惯,把长度区分为“长度”和“距离”两大块——前者用手测量,常见的测量单位有尺、寸、寻、丈等;后者用脚测量,常见的测量单位有步、里等。
“度”是个后起字,意思是说:商朝早期的甲骨文和金文中,“度”这个字还不存在,它的创造或者就与数学有关。依据它的造字法,可以有两种意思来理解:一种是上面是个“庶”,后面是个“又”,庶是多的意思,再加上手,度字也就是表示用手来计算多少;另一种是把它理解为三个汉字部件构成,“广”表示大小,“廿”表示具体数目的多少(廿在汉字中是二十的意思),“又”表示用手来计算或测量。无论哪一种,“度”都表示计算;后一种,还更精确地表示它是物体大小和长短的计算。我们姑且采取后一种解字法来理解“度”字。
《说文解字注》中说:“周制,寸尺咫寻,皆以人之体为法。”这句话清晰地告诉我们两点,一是周朝时常用的长度有四种,分别 是寸、尺、咫、寻,二是它们都来源于我们的身体!
中国古人用于测量的基准是“尺”,而尺的来源就是人的尺骨。
人的小臂有两根长骨,把胳膊弯曲起来,用小臂去测量一个物体的长度时,外面那块当成天然尺子的骨头,就是尺骨。另一根略短一点的,叫桡骨,桡骨上靠近手掌的地方,有个特殊的部位,在那里我们可以用手指触摸到人的脉搏。这个地方就叫“寸口”,是古代人用来把脉的地方。
甲骨文和金文没有“寸”字,这意味着人们还不把它当成日常的长度单位来使用。而篆体的“寸”字,就是手根部加一点,准确地指出了“寸口”所在的位置。
因为寸口的长度和第一节食指的长度基本相当,所以在日常测量上,人们习惯于用这一节食指来表示一寸。
尺骨和寸口寸口的长度,大概相当于尺的长度的十分之一,所以古人就用这两个部位,作为长度的单位。但据说妇女的手臂比较短,所以她们的尺骨,只有八寸那么长,而女人又要频繁地用自己的手臂去估量物体的长度(譬如裁剪衣服),所以古人专门制作了一个长度单位,叫“咫”,比尺短一点,八寸那么长。成语咫尺之间、近在咫尺,都表示很近的意思。但成语咫尺天涯,意思就是虽然两个人很近,但心却隔得很远很远。那么“天涯咫尺”或者“天涯比邻”呢?
测量比较大的物体,人体上还有最天然的两个测量工具。
测量物体的高低,人会自然而然地用到自己的身高。一个成年人的身高,可以叫“丈”,“丈夫”就是指成年男子,而一根随身携带的木棒,就是“杖”。一个成年男人的身高,接近十个尺骨的长度,数学上就规定一丈等于十尺。丈的篆文写成“上十下又”,可以理解为是“十根尺骨”的意思。
但人的身高只适合用来测量物体的高低,不适合测量横向摆放的大多数物体——谁爱把自己放倒了去测量的聪明人,那就另当别论了。
把人的双臂尽力平伸,左右手指尖的距离,就是我们利用身体作为测量工具,能够得到的最大的横向长度。古人把这个长度叫做“寻(尋)”,甲骨文形象地写成:
。因为人寻找东西时也是伸出双臂去寻找,所以“寻”的另一个意思就是“寻找”。“寻”是我们平时能够用到的最大的“长度”单位,所以这个动作就是汉字“大”的意思:一个人张开双臂,就是“大”字的形象。(联系一下绘本《猜猜我有多爱你》里大兔子和小兔子的游戏吧。)
我小时候,家里编织苇绳,我们就喜欢用双手伸开来测量自己编织了几“托”——方便啊!这个字汉字应该写作“庹(tuǒ)”,它和“寻”就是同一个长度单位,“寻”在书面上使用,“庹”在民间广泛流传。考虑到读音,如果“度(duó)”本身也表示长度,那么“度”、“庹”、“寻”就是同一个长度单位!民间保留了“度”的古代意思,转化成了“庹”,而官方则一直叫做“寻”。
一个人张开双臂的长度,差不多八根尺骨的长度,所以一寻等于八尺。
为什么要有咫和寻这样的长度?或者说“一咫等于八寸”、“一寻等于八尺”的进位制?我的猜想是这里还涉及到平分的问题。度量衡的一个难点就是平分,十可以平分为五,五就不能平分了。而八可以平分为四,四可以分为二,二可以平分为最基本的数字单位一。
这在日常生活中确实有方便的地方,但在严谨的数学中,就不那么简便了。所以后来“咫”和“寻”就退出了历史舞台,留下来的,是“寸”、“尺”、“丈”,它们的关系都是十进位。
其实日常生活中,除了“庹”,我们还有一个最最便捷的测量工具和测量单位:把!也就是伸开手掌,拇指尖到中指尖的距离。现在人们还把这个距离叫做“拃(zhǎ)”,其实它就是“乍(zhà)”失去了原来的意思后,再创造的一个字。
“乍”的甲骨文写作:
(乍的甲骨文,一个手,一个像“入”字的符号,可以理解为手指张开的形状。乍的基本字义,就是作、制作。)。是一只手,和一个表示两个手指分开的符号。人类绝大多数事情用手完成,所以它既是“作”和“做”的意思,又表示一手把那么长。大概是因为人手指长短差异太大,所以除了日常生活外,在严谨的度量衡里,它没有被采用,取代它的是比它长一点的“尺”。
中国古代常用的长度单位,就是这些了,后来法定使用的,是寸、尺、丈。但每个朝代的寸、尺、丈往往有所不同,直到全世界统一采用了厘米和米。
有人说还有“步”和“里”呢!其实古人更多用这两个概念来表示“距离”和“路程”,虽然在数学上是一样的,但在生活中是大大不同的。“步”和“里”测量的对象都是土地。古人的思维更多侧重于形象,长短于高低已经有所不同,远近就更是另外的一个事物。事实上,古人更喜欢用时间来表示远近:一顿饭的功夫就走到了。反过来,类似两千米这样表达,对古人就是很难理解的麻烦事。
“步”就是脚步,甲骨文写作:
。表示两个脚印之间的距离。庭院的大小,村庄间的距离,都可以一边走一边数脚步,大致算出它们的大小或者距离。
而“里”就是一个很麻烦的概念了。首先,里和“裏”是不同的两个字。里面、里外的里,古代写作“裏”,意思是衣服里面。而表示乡野和长度的里,上田下土,最初表示几户人家的小村落。这样的小村落叫“里”,一个“里”级的村落里有规定的家庭数量,有规定的村落面积……村落与村落之间的距离也叫“里”,也就是作为长度单位的“里”——远古时代小村与小村之间的距离,大概就是二三百步、一二百米,这就是“一里”的长度。
了解了这些,小学数学二年级的课堂上怎么用?
显然,把这些概念带入课堂、逐一探讨这些长度单位的产生或来源,这是极其迂腐的。但这些概念背后,蕴含着数学源自生活的奥秘——也就是说,数学的根基,毕竟在生命和生活的直观中,设计好了,它不仅有自明的直观,而且能够让学生对多少有些抽象的数学概念和数学数据有足够的安全感、亲切感。
要带进去的,不是数学概念,而是自己“身体”上数学工具:张开手掌有“拃”或“乍”,伸开双臂有“寻”或者“庹”,小臂上有“尺”和“寸”,大人的身高可以当作“丈”……我们用它们来“丈量”和“度量”,测量绳子的长度,测量弓箭、书本的长宽,测量门窗的长宽,街道的长短,村落之间的距离……我们需要测量了这些,才能把事物的大小、远近、高低、长短客观化,准确地告诉别人。
所以,设计一张表格,利用这些生而俱来的长度测量工具,对生活中的一些常见事物进行测量和记录,这可能会是极有趣的,也是切身感知长度及其测量的方便法门——这不是浪费,而是对长度(包含长短、高低、远近三个维度)的生活直观。
在此基础上,为了寻求“统一度量衡”,我们需要寻找“标准”:从村落酋长到秦始皇们,但全球化后的厘米、米、千米。统一的过程是个思想实验,几分钟就足以走完人类统一度量衡的全部旅程。
到三四年级,无非就是在微观和宏观两个维度,人类不断拓展着长度测量的概念世界:微观上的纳米,宏观上的光年,是今天这个世界的“极限”,但并不是人类和数学的极限。
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